DE102008021043A1

DE102008021043A1 - Luftfederbalg

Info

Publication number: DE102008021043A1
Application number: DE200810021043
Authority: DE
Inventors: Stefan Naberhaus
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2008-04-26
Filing date: 2008-04-26
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Ein Luftfederbalg 2 weist eine Balgwand 4 aus elastomerem Material auf, in die eine Festigkeitsträgeranordnung eingebettet ist, die eine innere und eine äußere Festigkeitsträgerschicht 10, 8 aufweist, wobei die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht 10, 8 jeweils eine Mehrzahl von Fäden aufweisen. Erfindungsgemäß weisen die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht 10, 8 wenigstens abschnittsweise eine voneinander abweichende Fadendichte auf, wobei insbesondere die innere Festigkeitsträgerschicht 10 eine höhere Fadendichte als die äußere Festigkeitsträgerschicht 8 aufweisen kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftfederbalg der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Luftfederbälge werden, beispielsweise in Form von Luftfederrollbälgen, beispielsweise als Fahrzeugfederungen, insbesondere zur Abfederung der Radachsen von Lastkraftwagen und Autobussen, in großem Umfang verwendet und haben sich hierbei bewährt. Die Rollbälge sind dabei an einem Ende an einem Abrollkolben befestigt, der beispielsweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt ist. Im Betriebszustand bewegt sich der Kolben innerhalb des Rollbalges, der sich umstülpt und eine Rollfalte bildet, die an der Außenfläche des Abrollkolbens abrollt.
Zur Aufnahme der durch einen Überdruck in dem Luftfederbalg entstehenden Kräfte weisen die bekannten Luftfederbälge eine Festigkeitsträgeranordnung auf, die beispielsweise aus einem Gewebe bestehen kann, das aus vollsynthetischen Fasern, beispielsweise Polyamid, besteht. Hierbei kann das Gewebe beispielsweise aus einer Vielzahl parallel nebeneinander liegender Fäden in Kettrichtung bestehen, die in größeren Abständen von wenigen dünnen Fäden in Schußrichtung lose zusammengehalten werden. Eine derartige Gewebeeinlage wird mit einer geeigneten Kautschukmischung, beispielsweise einer Polychloroprenmischung, gummiert und nach dem Schrägschneiden mit zwei, vier oder sechs Lagen in den Luftfederbalg eingebaut, so daß die Fäden kreuzweise liegen. Je nach Luftfedertyp bilden die Fäden der Gewebeeinlagen jeweils einen Wickelwinkel von ca. 40 bis 80° zur Umfangsrichtung.
Die meisten Luftfederrollbälge für Straßenfahrzeuge werden üblicherweise mit zwei sich kreuzenden Gewebelagen hergestellt, um eine hohe Flexibilität der Balgwand des Luftfederrollbalges zu erreichen. Im Zuge höher werdender Nutzlasten der Fahrzeuge und immer kleiner werdender Einbauräume müssen Luftfedern dabei immer höhere Drucke aushalten, beispielsweise im Bereich von 10 bar und mehr. Um derart hohen Drücken widerstehen zu können, ist es grundsätzlich möglich, eine Vielzahl, beispielsweise vier oder mehrere Festigkeitsträgerschichten vorzusehen. Aufgrund der kleinen Bauweise ist es jedoch erforderlich, daß die Festigkeitsträgeranordnung sehr dünn ist, also senkrecht zur Oberfläche der Balgwand eine geringe Ausdehnung aufweist, damit ein geringer Abrollradius erzielt wird.
Luftfederrollbälge sind beispielsweise durch DE 44 23 601 C2 und DE 10 2005 046 493 A1 bekannt.
Durch DE 10 2004 016 660 B3 (entsprechend US 2007/020 554 A1 ) ist ein Luftfederbalg der betreffenden Art bekannt, der eine Balgwand aus elastomerem Werkstoff aufweist, in die eine Festigkeitsträgeranordnung eingebettet ist, die eine innere und eine äußere Festigkeitsträgerschicht aufweist, wobei die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht jeweils eine Mehrzahl von Fäden aufweisen. Der aus dieser Druckschrift bekannte Luftfederbalg weist eine in radialer Richtung unsymmetrische Festigkeitsträgeranordnung auf, bei der eine äußere Festigkeitsträgerschicht oder mehrere äußere Festigkeitsträgerschichten gegenüber einer inneren Festigkeitsträgerschicht oder mehreren inneren Festigkeitsträgerschichten bei einem unterschiedlichen Kraft-Dehnungsverhalten eine größere Dehnung aufweist bzw. aufweisen.
Der in der Druckschrift beschriebene Luftfederbalg hat den Vorteil, daß jede Festigkeitsträgerschicht des Balges optimal auf die jeweilige Betriebsbelastung abstimmbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftfederbalg der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß er besonders kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst.
Die Erfindung löst die zugrundeliegende Aufgabe auf überraschend einfache Weise dadurch, daß die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht wenigstens abschnittsweise eine voneinander abweichende Fadendichte aufweisen. Unter der Fadendichte wird erfindungsgemäß die Anzahl der Fäden pro Längeneinheit, gemessen senkrecht zur Längsrichtung der Fäden, verstanden.
Ausgehend von der Erkenntnis, daß die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht bei Benutzung des Luftfederbalges unterschiedlich belastet sind, kann die Fadendichte in der stärker belasteten Festigkeitsträgerschicht erfindungsgemäß so gewählt werden, daß der Luftfederbalg vorgegebenen Festigkeitsanforderungen entspricht. In der weniger stark belasteten Schicht kann demgegenüber die Fadendichte verringert werden. Aufgrund der Verwendung einer geringeren Anzahl von Fäden in der weniger belasteten Festigkeitsträgerschicht ist der Luftfederbalg gegenüber den Luftfederbälgen, die in der inneren und der äußeren Festigkeitsträgerschicht die gleiche Fadendichte aufweisen, kostengünstiger herstellbar.
Erfindungsgemäß wird unter der inneren Festigkeitsträgerschicht die dem Innenraum des Luftfederbalges näherliegende und unter der äußeren Festigkeitsträgerschicht die dem Innenraum fernerliegende Festigkeitsträgerschicht verstanden.
Der erfindungsgemäße Luftfederbalg ist einfach und damit kostengünstig herstellbar und bietet einen hohen Federungskomfort.
Erfindungsgemäß kann die äußere Festigkeitsträgerschicht eine höhere Fadendichte aufweisen als die innere Festigkeitsträgerschicht. Da sich jedoch überraschend gezeigt hat, daß in der Regel die innere Festigkeitsträgerschicht höher belastet ist als die äußere Festigkeitsträgerschicht, sieht eine außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die innere Festigkeitsträgerschicht eine höhere Fadendichte als die äußere Festigkeitsträgerschicht aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist die höhere Fadendichte dort vorgesehen, wo in der Regel die Balgwand stärker belastet ist, nämlich im Bereich der inneren Festigkeitsträgerschicht.
Um die Fadendichte individuell an den jeweiligen Anwendungsfall anzupassen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß die Fäden durch Einzelfäden gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist die Fadendichte in den Festigkeitsträgerschichten entsprechend den jeweiligen Anforderungen innerhalb weiter Grenzen wählbar, ohne an vorgegebene Fadendichten vorkonfektionierter Gewebe gebunden zu sein.
Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, daß die Fäden Teil eines Gewebes oder einer anderen Fäden enthaltenden Struktur sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Luftfederbalges auf vorkonfektionierte Strukturen zurückgegriffen werden kann, sofern diese die erforderliche Fadendichte aufweist.
Erfindungsgemäß ist es grundsätzlich ausreichend, wenn die Festigkeitsträgeranordnung neben einer äußeren Festigkeitsträgerschicht eine einzelne innere Festigkeitsträgerschicht aufweist. Falls entsprechend den jeweiligen Anforderungen erforderlich, kann die Festigkeitsträgeranordnung jedoch auch wenigstens zwei innere Festigkeitsträgerschichten aufweisen, wie dies eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vorsieht.
In hierzu entsprechender Weise ist es erfindungsgemäß grundsätzlich ausreichend, wenn die Festigkeitsträgeranordnung neben einer inneren Festigkeitsträgerschicht eine einzelne äußere Festigkeitsträgerschicht aufweist. Eine andere zweckmäßige Weiterbildung sieht jedoch vor, daß die Festigkeitsträgeranordnung wenigstens zwei äußere Festigkeitsträgerschichten aufweist.
Die Fäden der Festigkeitsträgerschichten können aus einem beliebigen geeigneten Material bestehen. Insoweit sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Fäden aus Polyamid und/oder Aramid und/oder Polyester und/oder glasfaserverstärktem Material bestehen. Derartige Materialien sind relativ kostengünstig und relativ einfach verarbeitbar. Darüber hinaus weisen sie eine hohe Festigkeit auf.
Der erfindungsgemäße Luftfederbalg kann grundsätzlich als Faltenbalg ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht jedoch vor, daß der Luftfederbalg als Rollbalg ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die 1 stellt einen Schnitt durch eine Balgwand eines erfindungsgemäßen Luftfederbalges in Form eines Rollbalges dar. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen und deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Die 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Luftfederbalges 2 in Form eines Rollfederbalges, der eine Balgwand 4 aus einem elastomeren Material, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Gummi, aufweist. Die Balgwand 4 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine äußere Deckgummilage 6, eine äußere Festigkeitsträgerschicht 8, eine innere Festigkeitsträgerschicht 10 und eine innere Deckgummilage 12 auf. Die Festigkeitsträgerschichten 8, 10, die eine Festigkeitsträgeranordnung bilden, sind jeweils innen und außen mit Gummi-Haftschichten 14, 16 bzw. 18, 20 beschichtet.
Die Deckgummilagen 8, 12, die Festigkeitsträgerschichten 8, 10 und die Gummi-Haftschichten 14, 16, 18, 20 sind fest aufeinander vulkanisiert.
Die Balgwand 4 begrenzt einen bei Benutzung der luftfederdruckbeaufschlagten Innenraum 22 der Luftfeder.
Die Festigkeitsträgerschichten 8, 10 weisen jeweils eine Mehrzahl von Fäden auf. Erfindungsgemäß weisen die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht 8, 10 eine voneinander abweichende Fadendichte auf, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die innere Festigkeitsträgerschicht 10 eine höhere Fadendichte als die äußere Festigkeitsträgerschicht 8 aufweist.
Der erfindungsgemäße Luftfederbalg ist einfach und kostengünstig herstellbar und bietet einen hohen Federungskomfort.

2: Luftfederbalg
4: Balgwand
6: äußere Deckgummilage
8: äußere Festigkeitsträgerschicht
10: innere Festigkeitsträgerschicht
12: innere Deckgummilage
14: Gummi-Haftschicht
16: Gummi-Haftschicht
18: Gummi-Haftschicht
20: Gummi-Haftschicht
22: Innenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4423601 C2 [0005]
- DE 102005046493 A1 [0005]
- DE 102004016660 B3 [0006]
- US 2007/020554 A1 [0006]

Claims

Luftfederbalg, mit einer Balgwand aus elastomerem Material, in die eine Festigkeitsträgeranordnung eingebettet ist, die eine innere und eine äußere Festigkeitsträgerschicht aufweist, wobei die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht jeweils eine Mehrzahl von Fäden aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und die äußere Festigkeitsträgerschicht (10, 8) wenigstens abschnittsweise eine voneinander abweichende Fadendichte aufweisen.
Luftfederbalg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Festigkeitsträgerschicht (10) eine höhere Fadendichte als die äußere Festigkeitsträgerschicht (8) aufweist.
Luftfederbalg nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden durch Einzelfäden gebildet sind.
Luftfederbalg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Teil eines Gewebes oder einer anderen Fäden enthaltenden Struktur sind.
Luftfederbalg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitsträgeranordnung wenigstens zwei innere Festigkeitsträgerschichten (10) aufweist.
Luftfederbalg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitsträgeranordnung wenigstens zwei äußere Festigkeitsträgerschichten (8) aufweist.
Luftfederbalg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden aus Polyamid und/oder Aramid und/oder Polyester und/oder glasfaserverstärktem Material bestehen.
Luftfederbalg nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfederbalg (2) als Rollbalg ausgebildet ist.
Fahrzeugluftfeder oder -luftdämpfer mit einem Luftfederbalg nach einem der Ansprüche 1 bis 8.